邢台市平原区使用化肥对地下水质的影响

苑志涛

【摘要】本文通过多年水质资料和化肥使用量的相关分析认为，通过降水入渗补给地下水而形成的面污染中以氮污染最为严重。针对水质污染的途径提出了防治地下水污染的措施和建议。

【关键词】使用化肥；水质污染；合理使用化肥；邢台市

邢台市地处河北省中南部，位于东经113。45′～115。50′和北纬36。45′～37。48′之间。西靠太行山与山西接壤，东以卫运河为界与山东毗邻，北与石家庄、衡水两市搭界，与邯郸市相连。区域东西长约185km，南北宽约80km，其状略呈马鞍形，面积12456km2，农作物播种面积1015420hm2。目前，邢台市使用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥和复合肥4种，其中氮肥的使用量最大，化肥的大量使用，虽然提高了农作物的产量，但又相当一部分化肥不能被农作物吸收，随水土流失进入水体，造成地表水和下水的污染。未被植物及时利用的氮化合物，若以不能被土壤胶体吸附的NO3—N的形式存在，就会随下渗的土壤水转移至根系密集层以下而造成污染。可导致河川、湖泊和内海的富营养化；土壤受到污染，物理性质恶化；食品、饲料和饮用水中有毒成分增加。为防止污染环境，应对使用的化学肥料进行控制和管理。

1、长期使用化肥对地下水污染机理分析

平原区地下水主要是由降雨入渗、山前侧补、地表水补给和井灌回归4种方式补给，其中降水入渗补给占补给总量的57.1%，是平原区地下水的主要补给来源，同时也是通过土壤环境因素污染地下水的主要来源。其次是山区侧向径流补给，占总补给量的21.9%，由于西部山区污染较轻，水质较好，对地下水质量影响较小。第三是河道渗漏补给，补给量占总补给量的8.99%，该项补给量虽小，但对地下水水质影响较大，主要是平原区，严重污染的地表水通过灌溉和入渗直接污染地下水。井灌回归补给占总补给量的12.4%，对地下水的影响与降水入渗相似，只是因分布范围和入渗强度不同而异。

土壤中的氮含量以及施入土壤的肥料氮，在降水和灌溉水的作用下，部分直接以化合物的形式淋洗到土壤下层，大部分最终以可溶解的硝酸盐氮亚硝酸盐氮、氨氮形式淋洗到土壤下层，尽管土壤能够吸附一部分，但大部分还是随水流渗入地下水中，对地下水造成氮污染。

2、地下水水质变化趋势分析

根据2011年《邢台市地下水水质调查与评价》计算成果与2011年《邢台市水资源保护规划》计算成果对比分析，浅层地下水Ⅲ类水面积增加417km2，Ⅴ类水面积增加891km2，浅层地下水有逐渐变差的趋势。在滏西平原区，在1991年浅层地下水中硝酸盐氮质量浓度为0.81mg/L，1996年为mg/L，2000年为1.49mg/L，平均每年递增0.076mg/L。

3、氮污染地下水机理分析

化学氮肥施入土壤后，主要有3个去向，即作物吸收、土壤残留和环境损失，其中土壤残留的一部分氮素还可被作物继续吸收，而环境损失除释放到大气的部分外，其余则经过还原和淋溶，渗入到地下水。

3.1 氮污染地下水的途径。随降水垂直渗入：农田使用的氮肥，除一部分被植物吸收外，剩余部分残留在土壤中，降水时，污染物随雨水渗入地下污染地下水。污染程度与渗水量多少、包气带岩性厚度和土壤性等因素有关。降水时农田径流带入地表水体的氮化物占人类活动排放水体氮的51%，施氮肥地区氮的流失比不施氮肥的地区高3～10倍。通过河道侧向补给地下水的水源具有较高的含氮量，必然影响地下水质。污染的地表水要通过一点的距离渗透才能到达水源地。在渗透的过程中，地表水所含的污染物通过土壤上层的自净作用，使浓度有所降低。

通过灌溉渗入，灌溉入渗使土壤中残留的氮化物随水渗入地下水。特别是利用污水进行灌溉，不仅把残留在土壤中的氮极其污染物带入地下，同时也把污水本身的污染物渗入地下，造成双重污染，是对地下水污染最严重的一种。

3.2 影响氮在土壤中运移的因素。水和溶解态硝酸根的向下移动，受重力以及土壤水势差和化学势差控制。有两个条件对硝酸盐向深层移动极为重要：一是要有硝酸盐存在；二是水向下移动。后一个条件决定于水的渗漏，因为淋溶作用只能出现在有过量水灌进土壤的时候。影响硝酸根从土壤表层淋溶的因素和过程大致分为两类：一是影响土壤的水流，从而影响硝酸根的移动，因为硝态氨一般不受土壤吸附作用的影响；另一类影响土壤中氮素的转化，从而影响硝酸根的浓度。影响土壤中氮淋溶渗入的主要因素有降雨量、土壤性质、化肥种类和用量以及植物覆盖度等。

4、防治地下水污染的措施和建议

地下水不同于地表水那样容易受到污染，而且地下水流速很小，污染物在地下水中扩散速度很慢，可能在长时间内不容易被察觉。因此，地下水污染潜在的危险往往被忽视。地下水污染的治理应贯彻预防为主的原则。因为地下水污染后，要清除是极其困难的。当切断污染源以后，如果岩层的渗透性很低时，要从含水层清除污染需要很长时间。对此，为防患于未然，应当采取相应的措施，切实加强对地下水的保护。

4.1 有机无机结合的作物养分体系。实现综合作物养分管理，有机无机相结合，是提高产量和氮肥利用率的重要措施之一。邢台市近年来积极推行秸杆还田措施，取得了明显效益。

秸杆是一种数量多、来源广，可就地利用的优质肥源，有补充和平衡土壤养分、补充土壤新鲜有机质、疏松土壤、改善土壤理化性状和提高土壤肥力的作用，秸杆分解时所产生的有机质能促进土壤难溶性磷酸盐转化为弱酸性磷酸鹽，提高其有效性。秸杆还田是缓解当前有机肥源和钾肥资源不足的一项有效措施。

4.2 合理使用化肥。从生产、生态和效益考虑适宜的施肥量，随化肥使用量增加，粮食产量明显提高；到高施肥阶段，随着施肥量的增加，产量增加越越慢，化肥损失量上升，对环境污染程度加重，所以，要从生产、生态和效益多方面考虑化肥使用量，做到合理施肥。根据作物吸肥规律、土壤供肥性和化肥效应，在以有机肥为基础的条件下，种植前提出氮、磷、钾和微量元素的适宜用量和比例以及相应的施肥技术。

参考文献：

[1]刘凌.地下水污染趋势预测研究[J].水文，1986，（2）.

[2]崔玉亭主编.化肥与生态环境保护[M].北京：化学工业出版社，2000.